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Schneidbrenner Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes
Lötrohr oder einen Flammenschneidbrenner (im folgenden mit Schneidbrenner oder Brenner
bezeichnet) derjenigen Art, bei der ein oder mehrere geeignete brennbare Gase (im
folgenden mit Brenngas bezeichnet) und Sauerstoff (im folgenden bezüglich des Gasgemisches
mit Heizsauerstoff zum Unterschied von dem Schneidsauerstoff bezeichnet) in den
erforderlichen Verhältnissen während ihres Durchganges durch den Brenner nach der
Brennerdüse gemischt werden, um ein brennbares Gasgemisch zu bilden, das aus der
Düse ausströmt und, wenn entzündet, einen Flammenstrahl zwecks Vorwärmung des zu
schneidenden oder abzutrennenden Metalls auf eine hohe Temperatur, den sog. Flammpunkt,
bildet, bei dem es verbrennt, sobald man einen besonderen Sauerstoffstrom zum Schneiden
als Schneidstrahl aus der Düse durch die Vorwärmflamme oder längs derselben treten
und auf das erhitzte Metall auftreffen läßt.
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In der Praxis des Metallschneidens durch Verbrennen, wie oben beschrieben,
ist es üblich, daß das Volumen des verbrauchten Gases zur Bildung der Vorwärmflamme
und daher die Stärke der Vorwärmflamme sowohl während der Vorwärmdauer als auch
während der Dauer des wirklichen Schneid- und Verbrennungsvorganges konstant bleibt.
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Ferner ist es nötig, während der Vorwärmdauer ein beträchtliches Volumen
des Gasgemisches anzuwenden, um das Metall schnell auf seinen Flammpunkt zu bringen;
wenn man jedoch den Sauerstoffstrahl auf das vorerhitzte Metall auftreffen läßt
und die wirkliche Verbrennung des
Metalls eingesetzt hat und unterstützt
wird, wird eine zweite Wärmequelle geschaffen, die das Metall vor dem Sauerstoffstrahl
schneller vorwärmt als die Flamme des Vorwärmstrahles, und demzufolge ist, während
die Verbrennung des Metalls anhält, das Volumen der Vorwärmflamme größer, als es
für dieses Stadium des Arbeitsganges erforderlich ist.
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Man erkennt also, daß, während die Vorwärmflamme auf konstanter Stärke
sowohl während der Vorwärmung als auch während der Schneidstadien gehalten wird,
das während des Schneidstadiums verbrauchte Gasgemisch den wirklichen Bedarf bei
weitem überschreitet, und daher ist dieses Verfahren verschwenderisch, unwirtschaftlich
und teuer.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die obenerwähnte zweite Wärmequelle
zum Halten des zu verbrennenden Metalls auf seinem Flammpunkt durch automatische
Verringerung des der Düse während des Vorwärmstadiums zugeführten Volumens des Gasgemisches
auszunutzen, sobald man den Schneidsauerstoff auf das Metall selbst auftreffen und
seine Verbrennung einleiten läßt, oder durch Schaffung einer kleinen Flamme von
konstantem Volumen an der Vorwärmdüse und, beim Aufhören des wirklichen Schneidens,
durch Umwandlung des Gasstromes aus der Schneiddüse von einer normalen Schneidsauerstoffzufuhr
in eine Gasgemischzufuhr, wodurch die beiden Strahlen zusammen eine verstärkte Vorwärmflamme
ergeben.
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Die bereits vorgeschlagenen, nach den oben beschriebenen Grundsätzen
arbeitenden Schneidbrenner haben den großen Nachteil, daß sie nicht genau den korrekten
Gasausgleich innehalten, um eine neutrale oder nicht oxydierende Flamme unter wechselnden
Sauerstoffdruckverhältnissen zu schaffen; dieser Nachteil ist insbesondere da beachtenswert,
wo die Verringerung der Vorwärmflamme durch teilweises Abschließen des Heizgaskanals
nach dem Mischen bewirkt wird.
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Es ist daher der besondere Zweck der Erfindung, einen Schneidbrenner
zu schaffen, der verbesserte Regelorgane aufweist, wodurch der Verbrauch an Gasgemisch
während des Schneidstadiums mit nachfolgender Ersparnis an Betriebskosten, jedoch
ohne Nachteil für die Schneidleistung des Brenners, herabgesetzt ist, und zwar so,
daß eine ausgeglichene neutrale und nicht oxydierende Flamme an der Vorwärmdüse
stets während des Arbeitens des Brenners aufrechterhalten wird.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schneidbrenners
der beschriebenen Art mit einem bestimmten und konstanten Verbrauch an Brenngas
und Sauerstoff pro Arbeitszeiteinheit, der nicht durch einen unerfahrenen oder sorglosen
Arbeiter beeinflußt oder geändert werden kann.
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Die Erfindung betrifft einen Schneidbrenner der erwähnten Art, bei
dem ein vorher eingestellter und unbeeinflußbarer ständiger Strom eines ausbalancierten
Gasgemisches stets der Vorwärmdüse zugeführt wird, der ausreicht, eine dauernde
und richtige Wärmequelle für die Schneiddauer zu gewährleisten, und bei dem ein
Zusatzstrom eines ausbalancierten Gasgemisches der Vorwärmdüse für die Vorwärmstadien
zugeführt wird, um den ständigen Strom automatisch bei der Unterbrechung der Schneiddauer
zu verstärken.
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Die Erfindung besteht ferner aus einem Schneidbrenner der erwähnten
Art, bei dem der Sauerstoff und das Brenngas, die die Gasgemischkomponenten bilden,
von ihren entsprechenden Hauptspeiseleitungen nach einer Mischkammer durch getrennte
Leitungsorgane geliefert werden, wobei jedes Leitungsorgan aus einer ventillosen
Leitung für den ständigen Strom besteht, die die Mischkammer mit einer der Hauptspeiseleitungen
verbindet, ferner aus Regelorganen in der ventillosen Leitung, um ein vorbestimmtes
Bemessen des hindurchströmenden Stromes zu ermöglichen, und aus einer mit Ventilen
versehenen Zusatzleitung, die mit derselben Hauptleitung und mit der ventillosen
Leitung verbunden ist, um die Regelorgane darin in Nebenschluß zu legen, aus Ventilsteuerorganen,
die wirksam beide Zusatzleitungsventile mit einem Ventil in einer getrennten Speiseleitung
für den Schneidsauerstoff verbinden, um das gleichzeitige und selbsttätige Öffnen
beider Zusatzleitungsventile durch das Schließen des Schneidsauerstoffventils und
das gleichzeitige und selbsttätige Schließen durch das Öffnen des Schneidsauerstoffventils
zu bewirken, wobei die Einrichtung so getroffen ist, daß bei Unterbrechung der Schneidsauerstoffzufuhr
die ständigen Ströme der Gasgemischkomponenten, die durch die Leitungen für die
ständigen Ströme in durch die Regelorgane ausgeglichenen Verhältnissen geliefert
werden, durch die Zusatzströme der Gasgemischkomponenten durch die Zusatzstromleitungen
verstärkt «erden, um eine angemessene Vorwärmflamme zu bilden, und daß bei Unterbrechung
der Vorwärmung die Zusatzströme unterbrochen werden, wenn die Speiseleitung für
Schneidsauerstoff geöffnet wird.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. r schematisch den Aufriß der Speiseleitungen
und -ventile für den Sauerstoff und das Brenngas eines Flammenschneidbretmers gemäß
der Erfindung; Fig.2 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines
gemäß der Erfindung gebauten Flammenschneidbrenners; Fig. 3 ist eine Vorderansicht
des in Fig. 2 dargestellten Ventilblockes; Fig. 4 ist eine Hinteransicht des in
Fig. 2 und 3 dargestellten Ventilblockes; Fig.5 ist ein Schema der in dem Ventilblock
eines Flammenschneidbrenners gemäß der Erfindung angeordneten Speiseleitungen und
-ventile; Fig.6 ist eine schaubildliche Innenansicht des in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten
Ventilblockes von hinten gesehen, die Ventile und die die Ventile betätigenden Vorrichtungen
in herausgenommener gedachter Lage in bezug auf den Block zeigend; Fig. 7 ist ein
Teilschnitt des Ventilblockes nach Linie 7-7 der Fig. 4, ohne Ventile und die die
Ventile betätigende Vorrichtung; Fig. 8 ist ein Teilschnitt des Ventilblockes allein
nach
Linie 8-8 der Fig. 4, ohne Ventile und die die Ventile betätigende Vorrichtung.
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Bei der Durchführung der Erfindung gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform
in einem schematisch in Fig. i dargestellten Schneidbrenner gabelt sich eine Sauerstoffspeiseleitung
i, die an eine übliche Quelle komprimierten Sauerstoffs (nicht dargestellt) angeschlossen
sein kann, in zwei Hauptleitungen, eine Heizsauerstoffleitung 2 und eine Schneidsauerstoffleitung
3. Die HeizsauerstOffleitUng 2 gabelt sich wiederum in zwei Nebenleitungen, eine
ständige Speiseleitung für Heizsauerstoff .4 und eine Zusatzspeiseleitung für Heizsauerstoff
5. Die Schneidsauerstoffleitung 3 wird durch ein im folgenden zu beschreibendes
Schneidsauerstoffventil6 überwacht, das sich öffnet oder schließt, um die Zuführung
von Schneidsauerstoff zu der Leitung 21 und von dort zu der Sauerstoffdüse 7 des
Düsenkörpers 8 des Schneidbrenners zu überwachen. Die Heizsauerstoffleitung 2 ist
mit einem einstellbaren Heizsauerstoffventil 9 versehen, das eingestellt wird, bevor
der Vorwärmvorgang beginnt, um die Zufuhr von Heizsauerstoff zum Mischen mit dem
Brenngas zu dem für die Art des benutzten Brenngases geeigneten Verhältnis zu regeln,
um die neutrale Vorwärmflamme von höchster Temperatur zu erzeugen. Das Heizsauerstoffventil9
überwacht den Zustrom von Sauerstoff zu den beiden Heizsauerstoffleitungen 4 und
5. Die ständige Speiseleitung für Heizsauerstoff 4 wird nicht überwacht, d.li. es
sind weder ein Ventil noch andere Organe, die während der Schneidvorgänge, d. h.
während Gase in den Brenner strömen, eingestellt «erden können, in die Leitung eingebaut,
die mit einem Heizsauerstoffinjektorrohr 22 in Verbindung steht, das in eine mit
kleiner Bohrung versehene Injektordüse io endigt, die in eine Venturiöffnung i i
einer Mischkammer 12 einmündet, auf die im folgenden Bezug genommen wird. Die Zusatzspeiseleitung
für Heizsauerstoff 5 wird jedoch durch ein Zusatzspeiseleitungsventil für Heizsauerstoff
13 überwacht, das in einer im folgenden zu beschreibenden Weise sich öffnet oder
schließt, um einen zusätzlichen Zustrom von Heizsauerstoff zu der ständigen Heizsauerstoff
leitung 4 zuzuführen oder abzuschneiden, mit der die Zusatzleitung wiederum mit
dem Ventil 13 in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die von der Injektordüse
io gelieferte Heizsauerstoffmenge durch entsprechendes Öffnen oder Schließen des
Ventils 13 vermehrt oder verringert werden.
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Eine Speiseleitung für brennbares Gas 14, die mit einer üblichen Quelle
eines geeigneten brennbaren Preßgases (im folgenden mit Brenngas bezeichnet) verbunden
werden kann, das mit dem Heizsauerstoff die gasförmige Heizmischung für die Vorwärmflamme
bildet, gabelt sich in zwei Leitungen, die ständige Speiseleitung für Brenngas 15
und eine Zusatzspeiseleitung für Brenngas 16. Die ständige Speiseleitung 15 wird
in ähnlicher Weise wie die vorher beschriebene ständige Heizsauerstoffspeiseleitung
4 nicht überwacht und liefert einen Zustrom von Brenngas nach der Venturiöffnung
i i der Mischkammer 12 durch eine ringförmige Leitung 17, in der die Heizsauerstoffdüse
io koaxial angeordnet ist, wodurch die Entladung von komprimierten Sauerstoff durch
die Injektordüse io das Strömen des Brenngases aus der Leitung 17 in die Mischkammer
unterstützt. Die Mischkammer 12 ist mit einer ringförmigen Vorwärmdüse 18 verbunden,
die um die Schneiddüse 7 herum in allgemein bekannter Weise angeordnet ist. Die
Brenngasspeiseleitung 14 ist mit einem Steuerorgan, beispielsweise einem Ventil
oder Hahn i9 versehen, um die Zufuhr von Brenngas zu dem Breliner zu öffnen oder
zu schließen. Die Zusatzspeiseleitung für Brenngas 16 wird durch ein Zusatzspeiseleitungsventil
für Brenngas 20 überwacht, das in einer im folgenden zu beschreibenden Weise sich
öffnet oder schließt, um einen zusätzlichen Zustrom von Brenngas zu der ständigen
Speiseleitung für Brenngas 15 zuzuführen oder abzuschneiden, mit der sie hinter
dem Ventil 20 wiederum verbunden ist. Auf diese Weise kann die nach der ringförmigen
Leitung 17 und von dort nach der Mischkammer 12 gelieferte Brenngasmenge durch entsprechendes
Öffnen oder Schließen des Ventils 20 vermehrt oder verringert werden.
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Auf diese Weise ist die Sauerstoffzufuhr auf drei Leitungen verteilt:
a) die Schneidsauerstoffleitung 3, die durch das Ventil 6 überwacht wird und mit
der Schneiddüse 7 des Brenners verbunden ist, b) die ständige Speiseleitung für
Heizsauerstoff 4, die keine Steuerventile oder andere ähnliche Organe aufweist und
mit dem Injektorrohr 22 verbunden ist, um Heizsauerstoff nach der Mischkammer 12
zu leiten, und c) die Zusatzspeiseleitung für Heizsauerstoff 5, die durch das Ventil
13 überwacht wird und mit der ständigen Speiseleitung für Heizsauerstoff 4 verbunden
ist, um die Zufuhr von nach der Mischkammer 12 durch das Injektorrohr 22 geliefertem
Heizsauerstoff zu vermehren oder zu verringern.
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Die Brenngaszufuhr ist auf zwei Leitungen verteilt: d) die ständige
Speiseleitung für Brenngas 15, die keine Steuerventile oder andere ähnliche Organe
aufweist und mit der ringförmigen Leitung 17 verbunden ist, um Brenngas nach der
Mischkammer 12 zu liefern, und e) die Zusatzspeiseleitung für Brenngas 16, die durch
das Ventil 20 überwacht wird und mit der ständigen Speiseleitung für Brenngas 15
verbunden ist, um die Zufuhr von nach der Mischkammer 12 durch die ringförmige Leitung
17 geliefertem Brenngas zu vermehren oder zu verringern.
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Um die notwendige überwachung der Schneidsauerstoffzufuhr und die
gasförmige Heizmischung, erzeugt durch das Mischen des Heizsauerstoffs und des Brenngases
in der Mischkammer 12, zu gewährleisten, sind die Ventile 6, 13 und 20 so eingerichtet,
daß sie in gesteuerter Beziehung zueinander zu betätigen sind, so daß, wenn Ventil
6 in der Schneidsauerstoffleitung 3 geöffnet ist, Ventil 13 in der Zusatzspeiseleitung
16 sich gleichzeitig schließen, und daß, wenn Ventil 6 geschlossen ist, die Ventile
13 und 20 sich gleichzeitig öffnen.
Die Steuerung beeinflußt also
die Zufuhr von Sauerstoff und Brenngas zu der Brennerdüse folgendermaßen: a) Wenn
das Schneidsauerstoffventi16 geöffnet ist, werden Heizsauerstoff und Brenngas der
Mischkammer 12 und von dort der ringförmigen Vorwärmdüse 18 sowohl durch die ständigen
als auch durch die Zusatzspeiseleitungen der Sauerstoff- und Brenngasleitungen zugeführt,
da die Ventile 13 und 20 geöffnet sind. Auf diese Weise ist die einzige gasförmige
Zufuhr zu der Brennerdüse 8 ein in der Mischkammer aus der vereinigten Zufuhr der
ständigen und der Zusatzspeiseleitungen der Heizsauerstoff- und Brenngasleitungen
erzeugtes Gasgemisch.
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b) Wenn das Schneidsauerstoffventil6 geöffnet ist, wird Schneidsauerstoff
durch die Leitung 21 der Schneiddüse 7 der Brennerdüse zugeführt und, da sowohl
das Ventil 13 als auch 2o gleichzeitig geschlossen sind, besteht das Volumen des
der Mischkammer 12 und von dort aus der ringförmigen Vorwärmdüse 18 zur Verfügung
stehenden Heizgasgemisches nur aus dem durch die ständigen Speiseleitungen der Heizsauerstoff-
und Brenngasleitungen zugeführten Gemisch. Auf diese Weise besteht die Gaszufuhr
zu der Brennerdüse 8 aus der des Schneidsauerstoffes zu der Schneiddüse 7 und der
des reduzierten Volumens des in der Mischkammer aus den ständigen Speiseleitungen
nur der Heizsauerstoff- und Brenngasleitungen erzeugten Heizgasgemisches.
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Die Zufuhr und die Überwachung des Heizsauerstoffes sind jedoch vorzugsweise
zur Schaffung einer Vorwärmflamme zu denken, die während des Schneidens, d. h. wenn
das Schneidsauerstoffventil 6 geöffnet ist, die geringste Stärke und das geringste
Volumen aufweist, die mit einem wirksamen Schneiden vereinbar sind, und die während
des Vorwärmens beim Schließen des Schneidsauerstoffventils 6 auf eine Vorwärmflamme
von normaler Stärke und normalem Volumen durch das zusätzliche Volumen des durch
die Zusatzleitungen beim öffnen der Ventile 13 und 2o in der oben beschriebenen
Weise zugeführten Gasgemisches verstärkt wird.
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Um zu erreichen, daß die ständigen Speiseleitungen eine genau ausgeglichene
und genau bemessene Gasgemischzufuhr liefern, um die geringste Vorwärmflamme zu
erzeugen, sind die ständigen Leitungen sowohl der Heizsauerstoff- als auch der Brenngasleitungen
mit genau vorbestimmten und ausgeglichenen Einschnürungen 23 bzw. 24 versehen, die
ständig und unveränderlich für das besondere Brenngas, für das der Brenner benutzt
wird, vorgeschaltet sind. Eine genaue Beschreibung der Gestalt und des Aufbaues,
die diese Einschnürungen aufweisen können, ist im folgenden dargelegt.
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Die Ventile und Speiseleitungen, die mit der Schneidsauerstoffleitung
21, dem Injektorrohr 22 und der ringförmigen Leitung 17 und auch mit der Hauptsauerstoffleitung
i und der Hauptbrenngasleitung 14 in Verbindung stelzen, können in einem einzelnen
Ventil- oder Steuerblock 25 eingebaut sein, der schematisch in Fig. i durch die
durch die strichpunktierte Linie abgegrenzte Fläche angedeutet ist.
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Bezüglich der Fig. 2, 3 und 4 ist der dargestellte Schneidbrenner
eine mechanische Ausführungsform des in Fig. i schematisch dargestellten Brentiers
und besteht im wesentlichen aus einem Handrad 26, auf dem der Ventilblock 25 fest
angebracht und das die Sauerstoff- und Brenngasspeiseleitungen i und 14 einschließt,
die mit dem Ventilblock und einem Brennerkopf 27 verbunden sind, der mit dem Ventilblock
25 durch die Schneidsauerstoffleitung 21 und durch die Speiseleitung für die Vorwärmgase
verbunden ist, die aus der Mischkammer 12 und einem Rohr 28 besteht, das das Injektorrohr
22 umgibt und das an einem Ende mit der Mischkammer 12 und am anderen Ende an einem
Verbindungsglied 29 befestigt ist, das in dem Ventilblock 25 in einer später zu
beschreibenden Weise angeordnet ist. Der Brennerkopf 27 trägt die Düse 8, die mit
der Schneidsauerstoffdüse 7 die ringförmige Vorwärmdüse 18 bildet.
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Innerhalb des Rohres 28 und koaxial mit diesem ist das Injektorrohr
22 für den Heizsauerstoff in entsprechendem Abstande gelegen, um die ringförmige
Leitung 17 für die Brenngaszufuhr zu bilden. Die mit kleiner Bohrung versehene Einspritzdüse
io ist an dem Ende des Injektorrohres 22 mittels Gewinde io° befestigt und in nahem
Abstande von der Venturiöffnung der Mischkammer 12 angebracht, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß die Entladung des verhältnismäßig hochkomprimierten Sauerstoffes
durch die Injektordüse io dazu beiträgt, das untergeringerem Druck stehende Brenngas
aus der ringförmigen Leitung 17 durch die Venturiöffnung i i und in die Mischkammer
12 zu saugen, wobei die Injektordüse io mit einer Mehrzahl von in Abständen auf
dem Umfang verteilten, axial verlaufenden Nuten iob versehen ist, die die ringförmige
Leitung 17 mit einem lichten Raum zwischen dem äußeren Ende der Injektordüse io
und der geneigten hinteren Wandung i ia der Venturiöffnung i i verbinden. Die Einrichtung
der Injektordüse io und der Venturiöffnung i i bilden ferner in bekannter Weise
eine Rückschlagschutzvorrichtung.
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Die äußeren Steuerorgane des Ventilblockes 25 (s. auch Fig. 6) bestehen
aus einem Steuerknopf 96 zur Betätigung des Heizsauerstoffventils 9, wodurch die
oben beschriebene Voreinstellung der Vorwärmflamme erzielt wird, und einem flügelartigen
Steuerhebel 6d zum Steuern der Ventile 6, 13 und 20 (s. Fig. 1, 5 und 6) in der
oben beschriebenen Weise. Die Drehung des Steuerknopfes 96 bewirkt, daß ein Ventilglied
9a beim Vorschieben das Heizsauerstoffventil 9 schließt und beim Zurückziehen öffnet,
und zwar durch das Zusammenarbeiten eines geeigneten Feingewindes 9d auf dem Ventilglied
9a und einer Büchse 9c, die um das Ventilglied 911 zwecks Herausziehens und Einschiebens
des Ventilkörpers in den Ventilblock 25 vorgesehen ist. Der flügelartige Steuerhebel
6d ist
an dem hinteren Ende eines Ventilgliedes 6° befestigt, dessen
Drehung das Sauerstoffschtieidventil 6 öffnet oder schließt und gleichzeitig entgegengesetzt
das Zusatzspeiseleitungsventil für den Heizsauerstoff 13 und das Zusatzspeiseleitungsventil
für das Brenngas 20 schließt oder öffnet, und zwar mittels eines i : i übersetzten
Zahnradgetriebes von einem Zahnrad 6", das am Ende des Ventilgliedes 6° des Schneidsauerstoffventils
6, abgenommen von dem Steuerhebel 6d, befestigt ist, auf ein Zahnrad 13b,
das an einem Ventilglied 13a des Zusatzspeiseleitungsventils für den Heizsauerstoff
13 befestigt ist, und auf ein Zahnrad tob, das an einem Ventilglied 2o° des Zusatzspeiseleitungsventils
für Brenngas 2o befestigt ist. Die Zahnräder 6b, 13b und tob können mit einem geeigneten
Schutz oder einer Verkleidung (nicht dargestellt) gegen Verschmutzung oder Beschädigung
versehen sein. Die Ventilglieder 6°, 13' und 2oa sind an dem Ventilblock
gegen Verschiebung und Gasverlust durch in geeigneter Weise mit Liderung versehene
Gewindebuchsen 6c an jedem Ende der Glieder 6a und 13° und 2oc an den vortretenden
Enden der Glieder i3a bzw. 20a gesichert.
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Der Ventilblock 25 kann zweckdienlicherweise sechseckigen Querschnitt
aufweisen, wie in den F ig. 2, 3, 4 und 6 dargestellt ist, so daß während der Herstellung
des Blockes schräge Bohrungen auf den Flächen des Sechseckes vorgenommen werden
können, indem das Bohren dadurch ermöglicht wird, daß man im wesentlichen senkrecht
zu einer Fläche vorgehen kann; es kann jedoch jede andere geeignete Form oder jeder
andere Querschnitt Anwendung finden, um alle oder einen Teil der Ventile und Speiseleitungen,
die die Zufuhr und Regelung des Sauerstoffes und des Brenngases gemäß der Erfindung
gewährleisten, aufzunehmen.
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In Fig. 5 und 6 ist die wirksame Einrichtung der Ventile und Speiseleitungen
dieselbe, und in der folgenden Beschreibung einer solchen Einrichtung kann auf jede
Abbildung Bezug genommen werden; die Richtungen des Gasstromes sind jedoch nur in
F ig. 5 dargestellt.
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Die Sauerstoffspeiseleitung i ist in einer Vertiefung i° angeordnet,
die in der hinterenFläche des Ventilblockes 25 durch eine geeignete gasdichte Verbindung
(nicht dargestellt) geschaffen ist. Eine Bohrung ib steht mit der Öffnung ja in
Verbindung und gabelt sich in die Speiseleitung für Heizsauerstoff 2 und eine Leitung
3a, den ersten Abschnitt der Schneidsauerstoffleitung 3 bildend (s. Fig. i).
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Verfolgt man zunächst die Heizsauerstoffspeiseleitung, so tritt die
Leitung 2 in das Heizsauerstoffventil 9, dessen Ventilglied 9a den Zustrom von Sauerstoff
aus der Leitung 2 zu den beiden Nebenleitungen der Heizsauerstoffspeiseleitung,
dem Abschnitt 4a der ständigen Speiseleitung und der Zusatzspeiseleitung 5a, überwacht.
Der Abschnitt 4a der 'ständigen Speiseleitung enthält die Einschnürung 23, die die
oben beschriebene Funktion hat und in Fig. 6 in Form einer im Durchmesser verringerten
Bohrung dargestellt ist und den Leitungsabschnitt 4a mit dem Ventil 9 verbindet.
Ein zweiter Abschnitt 4b der ständigen Speiseleitung verbindet den ersten Abschnitt
4a mit einer in der Vorderseite des Ventilblockes gebildeten Vertiefung 4d, um das
Ende des Injektorrohres 22 für den Heizsauerstoff unterzubringen und zu befestigen
(s. auch Fig. 2). Wenn also das Ventil 9 zu Beginn der Arbeit geöffnet wird, strömt
der ständige Heizsauerstoffstrom von der Heizsauerstoffspeiseleitung 2 durch das
Ventil g, durch die eingeschnürte Bohrung 23 in die Bohrung 4a und oii dort durch
die Bohrung 4b in das in der Vertiefung 4d angebrachte Injektorrohr 22. Die Bohrung
der Zusatzspeiseleitung 5` für den Heizsauerstoff führt von dem Ventil 9
zu dem Ventil 13, das, wenn es sich in geöffneter Stellung befindet, eine Queröffnung
13d in dem Ventilglied 13a in Richtung mit der Bohrung 5a und einer Fortsetzung
5b davon aufweist, um zu ermöglichen, daß ein Zusatzstrom von Heizsauerstoff durch
die Bohrung 5b strömt, die mit der Bohrung 4° der Heizsauerstoffspeiseleitung 4
in Verbindung steht, wodurch das Volumen der nach dem Injektorrohr 22 gelieferten
ständigen Zufuhr von Heizsauerstoff vergrößert wird.
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Die zweite Leitung 3a der Bohrung 1b verbindet die Sauerstoffzufuhr
mit dem Schneidsauerstoffventil 6, dessen Ventilglied 6a mit einer Verbindungsöffnung
3b versehen ist, die geeignet ist, die Bohrung der Leitung 3a mit einer Bohrung
3° zu verbinden, die die Verbindung der Schneidsauerstoffzufuhr 3 mit der Schneidsauerstoffleitung
21 vervollständigt, die in einer zentral auf der Vorderseite des Ventilblockes vorgesehenen
Vertiefung 3d angeordnet und befestigt ist.
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Die Brenngasspeiseleitung 14 ist in einer Vertiefung 1411 befestigt,
die in der hinteren Fläche des Ventilblockes 25 durch eine geeignete gasdichte Verbindung
(nicht dargestellt) geschaffen ist, und mit dieser Vertiefung 14a sind die beiden
Leitungen für die Brenngaszufuhr, die ständige Speiseleitung 1 5 und der erste Abschnitt
der Zusatzspeiseleitung 16a verbunden. Die Bohrung 15 der ständigen Speiseleitung
ist mit der Vertiefung 14a durch die Einschnürung 24 verbunden, die die oben beschriebene
Funktion hat und in Fig. 6 in Form einer Bohrung von reduziertem Durchmesser dargestellt
ist. An ihrem anderen Ende tritt die Bohrung 15 in die Seitenwandung einer auf der
Vorderseite des Ventilblockes 25 koaxial mit der Vertiefung 4d, jedoch von größerem
Durchmesser als diese, vorgesehene Vertiefung i 5a ein. In dieser Vertiefung i 5a
ist das obenerwähnte Verbindungsglied 29 untergebracht und befestigt, um die Befestigung
für das Rohr 28 zu bilden, wobei das Glied 29 in Übereinstimmung mit der Mündung
der Bohrung 15 offen ist, um die Bohrung 15 mit dem ringförmigen Raum zwischen der
inneren Fläche des Gliedes 29 und der äußeren Fläche des Injektorrohres 22 zu verbinden,
welcher Raum in Verbindung mit der ringförmigen Leitung 17 steht. Der erste Abschnitt
16a der Zusatzspeiseleitung erstreckt sich von der Vertiefung 1411 bis zu dem Zusatzspeiseleitungsventil
für das Brenngas 2o, dessen
Ventilglied 20a mit einer Queröffnung
2od versehen ist. Bei der Drehung des Ventilgliedes 20a wird der Teil 2od in Übereinstimmung
mit der Bohrung des ersten Abschnittes 16a und mit einer verlängerten Bohrung i6b
gebracht, die die Zusatzspeiseleitung durch Wiederverbindung mit der ständigen Speiseleitung
15 jenseits der Einschnürung 24 vervollständigt, wodurch beim öffnen des Ventils
20 ein Zusatzstrom von Brenngas durch die Bohrung 1611, die Öffnung 20d und die
Bohrung 16b geschickt wird, um den durch die ständige Speiseleitung 15 nach der
ringförmigen Leitung 17 strömenden Brenngasstrom zu verstärken.
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Die Öffnungen 13d und 2od der Ventilglieder 13a und 2o° sind, beispielsweise
bezüglich ihrer Durchmesser, geeignet, die Gasströme durch diese hindurch zu regeln
und auszugleichen, um diese Ströme ähnlich den regelnden Einschnürungen 23 und 24
in den Bohrungen für die ständigen Ströme richtig zu bemessen.
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Die Einschnürungen 23 und 24 können die Form von kurzen 4ohrungen
von genau vorbestimmten Durchmesser, durch das Material des Ventilblockes selbst
gebohrt, annehmen, wie in Fig. 6 dargestellt ist, aber die Erfindung ist nicht in
irgendeiner Weise auf diese Bauart der Einschnürungen beschränkt.
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Beispielsweise können mit Gewinde versehene Düsen 231 und 241 (s.
Fig.7 und 8) in Bohrungen 41 und 151 geschraubt sein, die mit den Bohrungen 4a und
15 identisch sind, jedoch sich dadurch unterscheiden, daß sie mit Gewinde versehen
sind und die Bohrungen nach der Blockoberfläche hin offen haben. Die offenen Enden
der Bohrungen sind durch geeignete herausnehmbare Organe, beispielsweise durch Schraubverschlüsse
30 und 31 verschlossen. Die mit Gewinde versehenen Düsen 231 und 241 haben
genau vorbestimmte Bohrungen und drosseln und regeln die ständigen Heizsauerstoff-
und Brenngaszufuhren. Auf diese Weise kann eine Mehrzahl von mit Gewinde versehenen
Düsen mit unterschiedlich vorbestimmten Bohrungen bei jedem Brenner vorgesehen sein,
so daß jeder Brenner vorreguliert werden kann, um sich den Eigenschaften des besonderen
zur Anwendung gelangenden Brenngases, beispielsweise Acetylen, Wasserstoff, Propan
oder ein anderes in der Technik geeignetes Gas, anzupassen.
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Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Brenners mit vorheriger oder
dauernd beibehaltener genauer Einstellung ist folgende: a) bei geschlossenen Ventilen
9 und 6 und dem Hahn i9 wird der Brenner mit den Sauerstoff- und Brenngasquellen
verbunden, die. auf geeigneten Arbeitsdruck eingestellt sind; b) das Ventil 9 und
der Hahn i9 werden geöffnet, und das aus der Düse 8 austretende Heizgasgemisch wird
in üblicher Weise entzündet; c) das Ventil 9 wird dann weiter einreguliert, bis
eine geeignete Vorwärmflamme, d. h. die neutrale Flamme, erreicht ist.
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Der Brenner ist jetzt für die Vorwärmung des zu schneidenden oder
abzutrennenden Metalls fertig. Wenn das Metall, auf das man die Vorwärmflamme wirken
läßt, den Flammpunkt erreicht, wird das Ventil 6 durch Drehen des Flügelhebels 6d
geöffnet, worauf ein Sauerstoffstrahl auf das erhitzte Metall trifft und seine Verbrennung
bewirkt, während jedoch die -\'orwärmflamme automatisch in ihrem Ausmaße und ihrer
Stärke so weit reduziert wird, wie dies dem Gasgecnischvolumen entspricht, das durch
die ständigen Speiseleitungen 4 und 15 für Heizsauerstoff bzw. Brenngas zugeführt
wird.
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Um die Vorwärmung wieder einzustellen, wird der Flügelsteuerhebel
wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgedreht, was ein Schließen des Ventils
6 und ein Offnen der Ventile 13 und 20 und dadurch eine Vermehrung der ständigen
Gasgemischzufuhr und die Schaffung einer normalen Vorwärmflamme von vollem Volumen
und voller Stärke zur Folge hat.
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In der obigen Beschreibung sind die Mittel zur Durchführung der Überwachung
des Gasgemisches in bezug auf den Schneidsauerstoff gemäß der Erfindung nur als
Beispiel beschrieben worden und sind in keiner Weise auf den Rahmen der Erfindung
beschränkt. So können die Organe zur gleichzeitigen Überwachung der Zusatzströme
die Form einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung, die durch den Schneidsauerstoffstrom
betätigt werden, oder einer Kombination einer solchen auf Druck ansprechenden Vorrichtung
und einem oben beschriebenen Zahnradgetriebe oder anderer geeigneter gleichwertiger
Organe annehmen.
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In Verbindung mit der Schaffung der oben beschriebenen Regelungen
durch mit Gewinde versehene Düsen kann der Brenner mit einer Mehrzahl von wahlweise
einsetzbaren Zusatzleitungsventilgliedern mit Ventilöffnungen von verschiedenen
vorbestimmten Durchmessern versehen sein, wodurch die Verhältnisse der Zusatzströme
für den Heizsauerstoff und das Brenngas zwecks Schaffung des erforderlichen ausbalancierten
Gasgemisches entsprechend den Eigenschaften des zu benutzenden Brenngases verändert
werden können.